CZ20002413A3 - Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same - Google Patents

Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same Download PDF

Info

Publication number
CZ20002413A3
CZ20002413A3 CZ20002413A CZ20002413A CZ20002413A3 CZ 20002413 A3 CZ20002413 A3 CZ 20002413A3 CZ 20002413 A CZ20002413 A CZ 20002413A CZ 20002413 A CZ20002413 A CZ 20002413A CZ 20002413 A3 CZ20002413 A3 CZ 20002413A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
generator
phase
current
voltage
control
Prior art date
Application number
CZ20002413A
Other languages
Czech (cs)
Inventor
Wolfgang Müller
Oliver Luz
Richard Schöttle
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch Gmbh filed Critical Robert Bosch Gmbh
Priority to CZ20002413A priority Critical patent/CZ20002413A3/en
Publication of CZ20002413A3 publication Critical patent/CZ20002413A3/en

Links

Abstract

Způsob regulace generátoru (G) s přiřazeným diodovým můstkem měniče, zejména synchronního stroje, při němž se budicí proud (IE) protékající budicím vinutím (LJ reguluje tak, že výstupní napětí generátoru dosáhne předem stanovené hodnoty a navíc se regulují fázové proudy generátoru, se provádí tak, že se vytvoří alespoň tři regulační oblasti, v nichž se podle různých kritérií provede regulace budicího proudu (IE) a fázových proudů generátoru. Zjišťování regulačních oblasti se provádí zejména v závislosti na frekvenci otáčení a požadovaném výkonu. Regulace se přitom rozšíří jak na budicí proud (IE), tak na fázový proud, a provádí se pomocí různých regulátorů, které si navzájem vyměňují informace. Zařízení zahrnuje regulátor (ER) budicího proudu (IE), regulátor (SR) fázového proudu statoru generátoru (G), nadřazený regulátor (OR) a regulátor (SpR) napětí.A method of controlling a diode-assigned generator (G) the bridge of the converter, in particular the synchronous machine, in which it is excitation current (IE) flowing through the field winding (LJ controls) so that the generator output voltage reaches a predetermined and, in addition, the generator phase currents are controlled, se carried out by creating at least three regulatory areas in which excitation current regulation is performed according to various criteria (IE) and generator phase currents. Regulatory Discovery in particular, depending on the frequency of rotation a performance. The regulation expands on excitation current (IE), as well as phase current, and is performed with various controllers that exchange information with each other. The device includes an excitation current controller (ER) (IE) generator stator current regulator (SR) (G) superior controller (OR) and voltage regulator (SpR).

Description

Způsob regulace, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru a zařízení k provádění tohoto způsobuA method of control, optimized in terms of power and efficiency, of a generator and a device for carrying out the method

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká způsobu regulace, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru s přiřazeným můstkem měniče, zejména synchronního stroje, při němž se budicí proud protékající budicím vinutím reguluje tak, že výstupní napětí generátoru dosáhne předem stanovené výšky a navíc se regulují fázové proudy generátoru. Vynález se dále týká zařízení k regulaci, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru, zejména synchronního stroje.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a power and efficiency optimized control method for an inverter-connected generator, in particular a synchronous machine, in which the excitation current flowing through the excitation winding is controlled so that the generator output voltage reaches a predetermined height. The invention further relates to a power-optimized control device, a generator, in particular a synchronous machine.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

V motorovém vozidle se pro výrobu energie v současné době převážně používají generátory s drápkovými póly. Generátory s drápkovými póly jsou stroje na výrobu trojfázového proudu, které mohou být popsány přibližně na principu synchronního stroje s vyniklými póly. Obvykle se trojfázový výstupní proud generátoru usměrňuje pasivním diodovým můstkem B6, přičemž na obr. 1 je znázorněno takové uspořádání. Generátor se reguluje budicím proudem tak, že výstupní napětí Ub generátoru nastaví na požadovanou hodnotu nezávisle na frekvenci otáčení a, v rámci možnosti výkonu generátoru, rovněž nezávisle na zatížení. Dodávání výkonu generátorem, jakož i příslušným usměrňovacím obvodem, jaký je znázorněn na obr. 1, začne teprve po dosažení určité frekvence otáčení, takzvané počáteční frekvence otáčení. Pří frekvencích • ·* v · * * otáčení, které jsou menší než počáteční frekvence otáčení, je napětí generátoru menší, než napětí baterie. V tomto případě nemůže být přes usměrňovači můstek B6 do elektrické sítě vozidla dodáván žádný výkon.In a motor vehicle, claw-pole generators are currently mainly used for power generation. Clawed-pole generators are three-phase current generating machines which can be described approximately on the principle of a synchronous high-pole machine. Typically, the three-phase output current of the generator is rectified by a passive diode bridge B6, and such an arrangement is shown in FIG. The generator is controlled by the excitation current so that the generator output voltage Ub is set to a desired value independent of the rotational frequency and, to the extent possible, also independent of the load. The power supply by the generator as well as the corresponding rectifier circuit, as shown in FIG. 1, only starts after a certain rotation frequency, the so-called initial rotation frequency, has been reached. At • • * v · * * rotation frequencies that are less than the initial rotation frequency, the generator voltage is less than the battery voltage. In this case, no power can be supplied to the vehicle electrical network via the rectifier bridge B6.

Jedna možnost zvýšení výkonu generátoru s drápkovými póly spočívá ve zvýšení budicího proudu. Toto zvýšení budicího proudu však u obvyklých rozměrů generátorů s drápkovými póly, používaných ve vozidlech, vede k výrazným magnetickým jevům nasycení. Tyto jevy nasycení mohou zvýšení výkonu podstatně omezit. Kromě toho výrazné zvýšení budicího proudu v průběhu trvalého provozu vede k tepelnému přetížení generátoru, takže tento způsob může být použit jen časově omezeně.One possibility to increase the output of the clawed pole generator is to increase the excitation current. This increase in excitation current, however, results in significant magnetic saturation phenomena at the conventional dimensions of claw-pole generators used in vehicles. These saturation phenomena can significantly reduce performance gains. In addition, a significant increase in the excitation current during continuous operation leads to a thermal overload of the generator, so that this method can only be used for a limited period of time.

Další možnost zvýšení výkonu spočívá ve změně počtu vinutí statoru. Zvýšení počtu vinutí statoru vede ke snížení počáteční frekvence otáčení a ke zvýšení výstupního výkonu v oblasti nízké frekvence otáčení. V tomto případě se ovšem výstupní výkon podstatně zmenší v oblasti středních a vysokých frekvencí otáčení. Snížení počtu vinutí statoru vede sice ke zvýšení výkonu v oblasti vysokých frekvencí otáčení, avšak současně se zmenší výkon v oblasti dolních frekvencí otáčení a zvýší se počáteční frekvence otáčení. Změna počtu vinutí statoru tedy z těchto důvodů nevede k cíli, který představuje zvýšení výkonu v širokém rozsahu frekvencí otáčení.Another possibility to increase the power is to change the number of stator windings. Increasing the number of stator windings leads to a decrease in the initial rotation frequency and an increase in the output power in the low rotation region. In this case, however, the output power is substantially reduced in the range of medium and high rotational frequencies. Reducing the number of stator windings leads to an increase in power in the region of high rotational speeds, but at the same time the power in the region of the lower rotational speeds is reduced and the initial rotational frequency is increased. Therefore, a change in the number of stator windings does not result in a target that represents an increase in power over a wide range of rotational frequencies.

V patentové přihlášce DE-P 197 33 221,8 se uvádí, jak se pomocí ovladače, zařazeného za generátorem, a změny počtu vinutí statoru může výhodným způsobem měnit výkonová charakteristika generátoru. Sníží-li se počet vinutí statoru, jak je popsáno v patentové přihlášce DE-P 198 45 569,0, a za generátorem je zařazen s diodovým usměrňovačem i ovladač, dojde ke zvýšení výkonu • 4 ··DE-P 197 33 221.8 discloses how, by means of an actuator downstream of the generator, and by varying the number of stator windings, the performance characteristics of the generator can be advantageously changed. If the number of stator windings is reduced as described in patent application DE-P 198 45 569.0 and a diode rectifier is connected downstream of the generator, the power will increase. • 4 ··

44

444 4444 4

44 4 · 4 *4 443 4 · 4 * 4 4

44 « 4 44 444 «4

4« 44 44 44 v oblasti středních a vysokých frekvencí otáčení. V dolní oblasti frekvencí otáčení se napětí generátoru pomocí ovladače zvýší na úroveň napětí elektrické sítě vozidla.4 «44 44 44 in the mid- and high-speed range. In the lower frequency range, the generator voltage is increased to the voltage level of the vehicle's electrical system by the controller.

Podstatná nevýhoda usměrňování trojfázových proudů generátoru pomocí pasivního můstku B6 spočívá v tom, že velikost a fáze fázového proudu nebo úhel magnetového kola nemohou být použity jako akční veličina pro regulaci generátoru. Fázové napětí je v tomto případě pevně stanoveno napětím elektrické sítě vozidla a fázový úhel mezí fázovým proudem a fázovým napětím má ve všech provozních bodech s dobrým přiblížením hodnotu φ = 0. Stroj proto nemůže být ve všech provozních bodech optimálně veden, pokud se týká výstupního výkonu, účinnosti a dynamiky regulace.A major disadvantage of rectifying the three-phase generator currents by passive bridge B6 is that the magnitude and phase of the phase current or the angle of the magnet wheel cannot be used as an action variable to control the generator. The phase voltage in this case is fixed by the voltage of the vehicle's mains and the phase angle between the phase current and the phase voltage is φ = 0 at all operating points with a good approximation. Therefore, the machine cannot be optimally guided at all operating points regarding output power. , efficiency and dynamics of regulation.

Je-Π generátor provozován společně s impulsovým střídačem, toto omezení již neexistuje. Jsou rovněž známé spisy, které se zabývají použitím generátoru s drápkovými póly ve spojení s impulsovým střídačem.If the Π generator is operated together with the pulse inverter, this limitation no longer exists. Also known in the art are the use of a claw-pole generator in conjunction with a pulse inverter.

Ve spise DE-P 197 33 212.9 je přitom popsán způsob regulace generátoru poháněného spalovacím motorem. Přitom se uvádí možnost pracovat se dvěma regulačními rozsahy, a to s rozsahem základní frekvence otáčení při nízkých frekvencích otáčení a s rozsahem řízení zeslabováním magnetického pole při vysokých frekvencích otáčení. Způsob regulace zde není uveden. Regulace budicího proudu zde není zmíněna. Neprováděné ovládání budicího proudu však způsobuje vedení stroje nebo generátoru bez optimalizování z hlediska výkonu a účinnosti.DE-P 197 33 212.9 discloses a method for controlling a generator driven by an internal combustion engine. There is provided the possibility of operating two control ranges, namely the basic rotational frequency range at low rotational frequencies and the magnetic field attenuation range at high rotational frequencies. The method of regulation is not mentioned here. The excitation current control is not mentioned here. However, the uncontrolled actuation of the field current causes the machine or generator to be guided without optimizing performance and efficiency.

Ve spise US-PS 5 648 705, a popřípadě ve spise EP 0 762 596 Al, je popsán způsob, při němž se zvýšení výkonu v dolním rozsahu frekvencí otáčení provádí změnou úhlu mezi fázovým proudem a · «4 44 444 44 4U.S. Pat. No. 5,648,705, and optionally EP 0 762 596 A1, discloses a method in which the increase in power in the lower range of rotational frequencies is effected by varying the angle between the phase current and the "

4* 4 4 · 4 44444 * 4 4 · 4444

4 44 44 «· 44 napětím magnetového kola. Vypracovaná koncepce regulace zde však není uvedena. Není-Π v dolní oblasti frekvencí otáčení zapotřebí maximálního výstupního výkonu, nastaví se trojfázový proud generátoru pomocí pasivního diodového můstku a jediné regulace budicího proudu na požadované výstupní napětí. Pro pasivní diodový můstek jsou použity parazitní diody spínače MOSFET usměrňovacího obvodu. Regulace v oblasti středních a vysokých frekvencí otáčení se však neuvádí. Vedení stroje, optimální z hlediska výkonu a účinnosti, tedy není v oblasti středních a vysokých frekvencí otáčení při plném a částečném zatížení dosaženo.4 44 44 «· 44 by the magnet wheel voltage. The elaborated concept of regulation is not mentioned here. If Π is not required for the maximum output power in the lower frequency range, the three-phase generator current is set using a passive diode bridge and a single excitation current control to the desired output voltage. For the passive diode bridge, the parasitic diodes of the MOSFET rectifier circuit switch are used. However, regulation in the range of medium and high rotational speeds is not mentioned. Thus, machine guidance, optimum in terms of performance and efficiency, is not achieved at medium and high rotational speeds at full and partial load.

Ve spise US-PS 5 663 631 je popsána regulace generátoru, při níž se zjišťuje budicí proud Ie stroje regulátorem výlučně pomocí rozdílu ÁUb = Ubsoii - UBist mezi požadovanou hodnotou UBsoii a skutečnou hodnotou UBjsl výstupního stejnosměrného napětí. Uhel 6 magnetového kola stroje se nastaví pro maximální výstupní výkon na hodnotu δ = 90°. Současně se poukazuje na možnost provozování stroje vhodnou volbou úhlu magnetového kola v provozním bodě optimálním z hlediska účinnosti. Je zde uvedeno, že přesné nastavení úhlu magnetového kola může být provedeno v závislosti na budicím proudu. Jakým způsobem se úhel magnetového kola musí měnit přesně v závislosti na budicím proudu, zde není uvedeno.U.S. Pat. No. 5,663,631 discloses a generator control in which the machine drive current Ie is determined by the controller exclusively by the difference ÁUb = Ubsoii - U B ist between the setpoint U B soii and the actual value U B j s of the DC output voltage. The angle 6 of the machine magnet wheel is set to δ = 90 ° for maximum output power. At the same time, reference is made to the possibility of operating the machine by appropriately selecting the angle of the magnet wheel at the optimum efficiency point of operation. It is stated that the precise adjustment of the angle of the magnet wheel can be made depending on the field current. How the angle of the magnet wheel must vary precisely according to the field current is not shown here.

Podstatným znakem tohoto způsobu je, že určení budicího proudu je závislé pouze na regulačním rozdílu ÁUB. Korekce úhlu magnetového kola, která je v tomto patentovém spise naznačena, se provádí pouze v závislosti na budicím proudu.An essential feature of this method is that the determination of the field current is only dependent on the control difference UU B. The correction of the angle of the magnetic wheel indicated in this patent is only performed in dependence on the excitation current.

Na rozdíl od známého způsobu je ve způsobu definovaném v patentových nárocích uvedeno, že pro každou frekvenci otáčení a pro každý požadovaný výkon generátoru se může libovolně zvolitIn contrast to the known method, it is stated in the method defined in the claims that for each rotational frequency and for each desired power of the generator it can be freely selected

0 00 ··· 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0« «0 00 velikost a fáze budicího proudu a fázového proudu. Tím vznikne možnost co nejvhodnější volby ze všech možných provozních stavů stroje, respektive generátoru, podle aktuálních požadavků a podle nich nastavit vždy nevhodnější provozní bod. U předložené přihlášky vynálezu ovlivňuje požadovaný výstupní výkon nejen požadovanou hodnotu budicího proudu, nýbrž přímo všechny řídicí parametry stroje, které jsou pro vedení stroje relevantní.0 00 ··· 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 00 0 «« 0 00 magnitude and phase of field current and phase current. This provides the best possible choice of all possible operating states of the machine or generator, according to the current requirements and to set the most suitable operating point accordingly. In the present invention, the required output power not only affects the desired value of the field current, but directly all machine control parameters that are relevant to the machine guidance.

Způsob popsaný ve spise US-PS 5 663 63 1 má na rozdíl od předložené přihlášky vynálezu přídavnou nevýhodu v tom, že dynamika regulace se určuje budicím okruhem. Proto má tento způsob, pokud se týká chování při velkých změnách zatížení, stejnou nevýhodu jako usměrňování pomocí pasivního diodového můstku B6. Změny výkonu se tedy dynamicky vyregulují jen podle velkých budicích časových konstant. U předložené přihlášky vynálezu se však pro dynamicky hodnotnou regulaci velkých skoků zatížení použije navíc i velikost a fázová poloha fázových proudů.The method described in U.S. Pat. No. 5,663,631, unlike the present invention, has the additional disadvantage that the control dynamics are determined by an excitation circuit. Therefore, this method has the same disadvantage as regards the rectification by means of the passive diode bridge B6 in terms of behavior under large load changes. Therefore, power changes are dynamically controlled only by large excitation time constants. However, in the present invention, the magnitude and phase position of the phase currents is additionally used for dynamically valuable control of large load jumps.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob regulace, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru, s přiřazeným můstkem měniče, zejména synchronního stroje, při němž se budicí proud protékající budicím vinutím reguluje tak, že výstupní napětí generátoru dosáhne předem stanovené výšky a navíc se regulují fázové proudy generátoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že se vytvoří alespoň tři regulační oblasti, v nichž se podle různých kritérií provede regulace budicího proudu a fázových proudů generátoru.The aforementioned drawbacks are eliminated by a power-optimized control system of the generator with an associated bridge of the converter, in particular a synchronous machine, in which the excitation current flowing through the excitation winding is controlled so that the generator output voltage reaches a predetermined height and Generally, at least three control regions are formed in which the drive current and phase currents of the generator are controlled according to various criteria.

Výše uvedené nedostatky dále odstraňuje zařízení k regulaci, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoruThe aforementioned drawbacks are further eliminated by the power and efficiency optimized control device of the generator

» · »· • · ·· • · ·· • t Φ • t Φ • * • * • · · · • · · · « « · «« · ·· · ·· · ·· ··

s přiřazeným můstkem měniče, zejména synchronního stroje, s regulátorem pro regulaci budicího proudu protékajícího budicím vinutím a s dalším regulátorem pro regulaci fázových proudů generátoru, podle vynálezu, jehož podstatou je, že s oběma těmito regulátory je spojen nadřazený regulátor, který jim dodává požadované hodnoty.with an associated bridge of a transducer, in particular a synchronous machine, with a controller for controlling the excitation current flowing through the excitation winding, and with another controller for regulating the phase currents of the generator according to the invention.

Způsob a zařízení k regulací generátoru mají tu výhodu, že jak výstupní výkon, který je k dispozici, tak i účinnost generátoru, se v širokém rozsahu frekvencí otáčení oproti generátoru s pasivním diodovým usměrňovačem podstatně zvýší.The method and apparatus for regulating the generator have the advantage that both the available output power and the efficiency of the generator are substantially increased over a wide range of rotational frequencies compared to the passive diode rectifier generator.

Navíc se popsaným způsobem dosáhne podstatného zlepšení dynamiky regulace, například při náhlém odlehčení neboli zmenšení zatížení. U současných generátorů se provádí ochrana proti přepětím při náhlém odlehčení pomocí usměrňovačích diod provedených jako diody Z. Má-li generátor vyrábět vyšší napětí elektrické sítě vozidla, například Ub = 42V, vzniknou značné problémy při výrobě diod Z s vyšším napětím. Aby se dosáhlo ochrany před přepětími při náhlém odlehčení i při vyšších napětích generátoru, například při Ub = 42V, musí se pro omezení napětí zvolit jiné způsoby. Popsaný způsob spojuje s výhodou zvýšení výkonu a účinnosti generátoru s účinnou ochranou vůči přepětím při náhlém odlehčení.In addition, in the described manner, a significant improvement in the control dynamics is achieved, for example in the event of a sudden unloading or reduction of the load. Current generators are protected against sudden surge by means of rectifier diodes designed as Z-diodes. If the generator is to produce a higher voltage on the vehicle's electrical network, such as Ub = 42V, there will be considerable problems in producing Z-diodes with higher voltages. To achieve overvoltage protection at sudden unloading and at higher generator voltages, for example at Ub = 42V, other methods must be selected for voltage limitation. The disclosed method advantageously combines increasing the power and efficiency of the generator with effective surge protection in the event of sudden relief.

Tyto výhody jsou dosaženy způsobem, který sestává z celkem čtyř různých regulačních oblastí pro regulaci generátoru. Jedna ze čtyř regulačních oblastí se zvolí vždy podle příslušných požadavků a okrajových podmínek, například podle požadovaného výstupního výkonu a dané frekvence otáčení generátoru. Tímto způsobem je oproti provozu s pasivním usměrňováním umožněno podstatně výhodnější vedení stroje, kterým se dosáhne zvýšení dosažitelného výstupního výkonu, účinnosti a dynamiky regulace.These advantages are achieved in a manner consisting of a total of four different control regions for generator control. One of the four control regions is selected according to the respective requirements and boundary conditions, for example according to the desired output power and the given rotation speed of the generator. In this way, considerably more advantageous machine guidance is possible over passive rectification operation, which achieves an increase in achievable output power, efficiency and control dynamics.

« fc fcfc • fcfcfc • fc fcfc fcfc fcfcfc fcfc · • · fcfcfcfc fcfcfcfc • fc · fcfc fc* fc* fcfc«Fc fcfc • fcfcfc • fc fcfc fcfc fcfcfc fcfc · • · fcfcfcfc fcfcfcfc • fc · fcfc fc * fc * fcfc

Způsoby podle vynálezu jsou s výhodou použitelné jak u synchronních strojů a hladkým rotorem a u synchronních strojů s vyniklými póly, tak i u generátorů, spočívajících na podobných funkčních principech, například u generátorů s drápkovými póly. Přitom mohou být vinutí stroje uspořádána jak do hvězdy, tak i do trojúhelníku. Jeden způsob je například znázorněn na idealizovaném synchronním stroji s vyniklými póly. U strojů, které mají podobné funkční principy nebo nezanedbatelné přídavné efekty, jako je například výrazné magnetické nelineární chování, je možno popsaný způsob použít pomocí podobných úvah.The methods according to the invention are advantageously applicable to both synchronous machines and smooth rotors and to synchronous machines with excellent poles, as well as to generators based on similar functional principles, for example clawed pole generators. In this case, the machine windings can be arranged in both a star and a triangle. For example, one method is illustrated on an idealized synchronous machine with high poles. For machines which have similar functional principles or appreciable additional effects, such as a pronounced magnetic non-linear behavior, the described method can be used with similar considerations.

Další výhody vynálezu vyplývají z opatření uvedených ve vedlejších patentových nárocích,Further advantages of the invention result from the measures set forth in the subclaims,

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladném provedení podle přiložených výkresů a následujícího popisu.The invention will be further elucidated with reference to the accompanying drawings and the following description.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Na obr. 1 jsou pro pochopení vynálezu znázorněny podstatné součásti generátoru G s pasivním usměrňováním. Na obr. 1 je znázorněn obvyklý způsob výroby stejnosměrného proudu pomocí generátoru s drápkovými póly a diodového můstku, který se v současné době používá u motorových vozidel. Budicí vinutí má přitom indukčnost Le a budicí proud Ie. Stator má indukčnost Ls, označovanou rovněž jako fázová indukčnost. Vinutí mají napětí Up magnetového kola a odpor R. Diodový můstek obsahuje diody Dl až D6 a je připojen na napětí Ur elektrické sítě vozidla, respektive napětí baterie.FIG. 1 illustrates the essential components of a passive rectifier generator G for understanding the invention. FIG. 1 shows a conventional method of producing direct current by a claw-pole generator and a diode bridge that is currently used in motor vehicles. The field winding has inductance Le and field current Ie. The stator has an inductance Ls, also referred to as phase inductance. The windings have a voltage Up of the magnet wheel and a resistance R. The diode bridge comprises diodes D1 to D6 and is connected to the voltage Ur of the vehicle's electrical network, respectively the battery voltage.

0 000 00

00

0·· 00 ·· 0

0 0 00 00 00 000 0 00 00 00 00

Principiální uspořádání celého systému je znázorněno na obr. 2. Generátor G je připojen přes elementy impulsového střídače PWR k meziobvodovému kondenzátoru ZK a k baterii BA. Zařízení VO zjišťuje frekvenci no otáčení generátoru G a polohu rotoru. Dále jsou zde znázorněny regulátor ER budicího proudu, regulátor SR statorového, neboli fázového, proudu, nadřazený regulátor OR a regulátor SpR napětí, Další veličiny obsažené ještě na obr. 2 budou blíže objasněny v následujícím popisu.The basic arrangement of the whole system is shown in Fig. 2. The generator G is connected via the elements of the pulse inverter PWR to the DC link capacitor ZK and to the battery BA. The VO detects the rotation speed n of the generator G and the rotor position. Further, the drive current controller ER, the stator or phase current regulator SR, the parent OR regulator and the voltage regulator SPR are shown. Other variables contained in FIG. 2 will be explained in more detail in the following description.

Požadovaný výkon Psoii generátoru G se zjišťuje regulátorem SpR napětí, například PI regulátorem, pomocí regulační odchylky mezi požadovanou hodnotou a skutečnou hodnotou napětí baterie Ubsoii - Ubísi- Zařízení VO ke zjišťování polohy a frekvence otáčení zjišťuje polohu rotoru a frekvenci otáčení generátoru G. Způsoby zjišťování polohy a frekvence otáčení mohou být založeny například na optických, magnetických nebo mechanických principech. Dále rovněž existují způsoby, které nepoužívají čidel, a které zjišťují polohu rotoru a jeho frekvenci otáčení z hodnot svorek stroje. Tyto způsoby jsou známé, a proto nemusí být podrobněji popisovány.The required power P so ii of the generator G is determined by a voltage regulator SpR, for example a PI regulator, by regulating the deviation between the desired value and the actual battery voltage Ubsoii - Ubisi- The VO position and frequency detection device detects the rotor position and the generator rotation speed. position detection and rotation frequency may be based, for example, on optical, magnetic or mechanical principles. Furthermore, there are also methods that do not use sensors to determine the position of the rotor and its rotational speed from machine terminal values. These methods are known and therefore need not be described in detail.

Vstupními veličinami pro nadřazený regulátor UR jsou požadovaný výkon PsOn generátoru G, frekvence n.G otáčení generátoru G a napětí Ubísi mezi obvody. Nadřazeným regulátorem UR se zvolí jedna ze Čtyř regulačních oblastí.The input values for the master controller UR are the required power Ps O n of the generator G, the frequency nG of the generator G and the voltage Ubisi between the circuits. One of the four control areas is selected by the master controller UR.

Výstupními hodnotami nadřazeného regulátoru ť)R jsou, jak je znázorněno na obr. 2, požadovaná hodnota Issoii fázového proudu, fázová poloha jj/goii fázového proudu, popřípadě podélná komponenta Idson fázového proudu a příčná komponenta Iq5oii fázového proudu, jakož i požadovaná hodnota Iesoii budicího proudu. Tím je možno pro každou frekvenci otáčení a každý výkon generátoru G, požadovaný • · »· · 4 4 · • · 4 · · 4 4 · • 4 4 4 4 4 4 4 ·· 4* 4* 44 regulátorem SpR napětí, libovolně zvolit vždy nejvhodnější provozní bod.As shown in Fig. 2, the output values of the superordinate controller 10 are the setpoint value of the phase current Issoii, the phase position of the phase current jj / goii, the longitudinal component Idson of the phase current and the transverse component Iq 5 oii of the phase current. Iesoii excitation current. This makes it possible for the required G for each rotation frequency and power of the G generator to be controlled by the voltage regulator, arbitrarily. always select the most suitable operating point.

Vstupními veličinami regulátoru SR statorového proudu jsou poloha rotoru a frekvence n.G otáčení generátoru G, požadované hodnoty fázových proudů a změřené proudy Ilísií a Ilísií ve vodičích. Z těchto změřených dvou proudů Ilísií a Ii.ist; ve vodičích je možno výpočtem zjistit fázové proudy generátoru G. Alternativně je možno měřit rovněž všechny tři proudy ve vodičích nebo dva, popřípadě tři, fázové proudy.The input values of the stator current regulator SR are the rotor position and the rotational frequency n.G of the generator G, the required phase current values and the measured currents of the Ilyia and Ilyia in the conductors. From these two measured streams of Ilyia and Ii.ist; In the conductors the phase currents of the generator G can be calculated. Alternatively, all three currents in the conductors or two or three phase currents can also be measured.

Regulátor SR statorového proudu řídí šest spínačů impusového střídače PWR (obr. 5) vhodným způsobem, aby přiváděl fázový proud podle velikosti a fáze. Spínače impulsového střídače PWR mohou být provedeny například jako tranzistory MOSFET, jak je znázorněno na obr. 5. Všeobecně je známo mnoho možných způsobů přivádění fázových proudů podle velikosti a fáze do trojfázového stroje pomocí impulsového střídače, takže není nutno je podrobněji popisovat.The stator current regulator SR controls the six PWR impulse inverter switches (Fig. 5) in an appropriate manner to supply phase current according to size and phase. The PWR pulse inverter switches can be designed, for example, as MOSFETs as shown in FIG. 5. Generally, many possible methods of supplying phase and phase currents to a three-phase machine using a pulse inverter are known, so there is no need to describe them in detail.

Principiální průběh regulačních oblastí 1-3 v závislosti na výstupním výkonu Pgen generátoru G a frekvence no otáčení generátoru G je znázorněn na obr. 3.The principle curve of the control zones 1-3 in dependence on the generator output Pgen G and the frequency n of the rotation of the generator G is shown in Fig. 3.

Při provozu s frekvencemi otáčení, které se nacházejí vlevo od mezní čáry N23., nemůže být při provozu s pasivním můstkem B6 odebírán žádný výkon, protože výstupní napětí generátoru G je v tomto případě menší než napětí Ub elektrické sítě vozidla. Mezní čára N23. odpovídá plnému zatížení generátoru G s pasivním můstkem B6. Pomocí regulačních oblastí 1 a 2 může generátor G vyrábět výkon i pří velmi nízkých frekvencích otáčení. Počáteční frekvence no otáčení, která je důležitá při pasivním usměrňování, již proto nemá u způsobu podle vynálezu žádný význam.In operation with the rotational frequencies to the left of the limit line N23, no power can be drawn in operation with the passive bridge B6, since in this case the output voltage of the generator G is less than the voltage Ub of the vehicle's electrical network. Boundary line N23. corresponds to full load of generator G with passive bridge B6. By means of the control regions 1 and 2, the generator G can produce power even at very low rotational frequencies. Therefore, the initial rotation frequency no, which is important in passive rectification, is no longer relevant in the method of the invention.

’ί ·’ i · ·· • 9 9 9 9 9 9 9* φ» » φ 9 *999 9999 «99 9 99 99 99 999 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 99 99 99 99 99 99 99

Na obr. 6 je znázorněno, jak se mění výkonová charakteristika generátoru G se změnou počtu vinutí statoru. Sníží-li se počet vinutí statoru z hodnoty wj_ na hodnotu w?, zvýší se výkon při vysokých frekvencích otáčení. Mezní čáry Nu a se podle vyšších frekvencí otáčení přesunou. Maximální výstupní výkon dosažitelný ve velmi nízké oblasti frekvencí otáčení však zůstane konstantní a probíhá v oblasti 1 nezávisle na počtu vinutí statoru na stejné přímce.FIG. 6 shows how the power characteristic of the generator G changes as the number of stator windings changes. If the number of stator windings is reduced from w1 to w2, the power at high rotational speeds is increased. The boundary lines Nu and move according to the higher rotational frequencies. However, the maximum output power achievable in the very low range of rotation frequencies remains constant and runs in region 1 independently of the number of stator windings on the same straight line.

Regulační oblasti 1-3 představují rovněž oblasti s různou účinností. Změnou počtu vinutí statoru je proto možno přizpůsobit jak průběh výkonu, tak i průběh účinnosti charakteristice zatížení. Tímto způsobem je například možno dosáhnout toho, že volnoběžná frekvence otáčení motorového vozidla je pokryta regulační oblastí i, optimální z hlediska účinnosti.Regulatory Areas 1-3 also represent areas of varying efficiency. Therefore, by varying the number of stator windings, it is possible to adapt both the performance curve and the efficiency curve to the load characteristics. In this way, it is possible, for example, to ensure that the idle frequency of rotation of the motor vehicle is covered by an optimum efficiency zone.

Regulační oblast 1:Regulatory Area 1:

Regulační oblastí 1 je pokryta dolní oblast frekvencí otáčení generátoru G. V této regulační oblasti I se nastaví budicí proud Ie na svoji maximálně možnou hodnotu, to znamená, Že Ie = lEmax· Tím se maximalizuje v této dolní oblasti frekvencí otáčení napětí magnetového kola. Na základě malé frekvence otáčení je fázové napětí Us ve srovnání s napětím elektrické sítě vozidla stále tak malé, že oblast nastavení napětí UmÍX impulsového střídače PWR v regulační oblasti 1 není překročena. Fázové napětí Us je proto stále menší než maximální hodnota napětí Umax nastavitelná impulsovým střídačem PWR. Fázová poloha a velikost fázových proudů proto mohou být bez omezení nastaveny na maximální výstupní výkon stroje. Maximálně možný fázový proud je omezen pouze zahrátím stroje. Při konstantním fázovém proudu Is roste v regulační oblasti i maximální výstupní výkon stroje přímo úměrně s frekvencí otáčení.In this control region I the field current Ie is set to its maximum possible value, that is, Ie = 1Emax. This maximizes the voltage of the magnet wheel in this lower region. Due to the low rotational frequency, the phase voltage Us is still so small as to the voltage of the vehicle electrical system that the voltage setting area UmX of the pulse inverter PWR in the control region 1 is not exceeded. Therefore, the phase voltage Us is still less than the maximum voltage Umax adjustable by the PWR pulse inverter. Phase position and phase current can therefore be set to maximum output power without limitations. The maximum possible phase current is limited only by heating up the machine. With a constant phase current Is, the maximum output power of the machine also increases in proportion to the rotational speed in the control region.

· ·· • · · 44

4 «44 44 «44

44 4 444 444 4,444 4

4· 44 44 4«4 · 44 44 4

S úhlem vj£, definovaným na obr. 4, vznikne s podélným proudem Id a příčným proudem Ilt pro něž platí ld=Is.smÝ Ι9=Ι-Ι,.μψ pro výstupní výkon synchronního stroje s vyniklými póly:With the angle vj, as defined in Fig. 4, a longitudinal current Id and a transverse current I lt arise for which l d = I with .sm Ý = 9 = Ι-Ι, .μ ψ for the output power of a synchronous machine with high poles :

® · 4« · Λ · 4 (i, - i ) · 2? · *Π(2Ψ) t 2 co: elektrická úhlová frekvence proudů statoru® · 4 «· Λ · 4 (i, - i) · 2? · * Π (2Ψ) t 2 co: electric angular frequency of stator currents

Mtie: vazební indukčnost mezi rotorem a statoremMti e : coupling inductance between rotor and stator

Z výše uvedené rovnice Is = Is(Pgen, ψ) je možno zjistit pro požadovaný výkon Pgen generátoru G optimální úhel M/_0Pt, při němž fázový proud zaujme minimální hodnotu.From the above equation Is = Is (Pgen, ψ), it is possible to determine the optimum angle M / _ 0Pt for the required generator Pgen power G at which the phase current assumes a minimum value.

PomocíHelp

B dt 'Ieinu. »B dt 'Iein. »»

2-P2-P

C - 3011 co se stanoví přibližněC - 3011 what is fixed approximately

H/op(=arctanH / op ( = arctane

2-^-C f Β2 λ 2-A-C _ B · sin Ψ Smin ~ 2-/.cos(2T) ’ί * • · ··· * • · · · «··· «· ·» »« »«2 - ^ - C f Β 2 AC 2-AC _ B · sin Ψ Smin ~ 2 - /. Cos (2T) * * · · • • • · »«

Minimalizování fázového proudu nastavením optimálního úhlu vj/ppt pro požadovaný výkon Pgen generátoru G vede proto při maximálně možném budicím proudu Ιε=Ιειμ8χ k minimálním ohmickým fázovým ztrátám. Protože elektrické ohmické ztráty ve fázových vinutích, nehledě na velmi malé výkony, jsou stále podstatně větší než elektrické ztráty v budicím obvodu, pracuje stroj v regulační oblasti i s maximální účinností.Minimizing the phase current by setting the optimum angle vj / ppt for the required generator Pgen power therefore results in minimum ohmic phase losses at the maximum possible excitation current Ιε = Ιειμ8χ. Since the electrical ohmic losses in the phase windings, despite the very low outputs, are still considerably greater than the electrical losses in the field circuit, the machine operates in the control range with maximum efficiency.

Od určité frekvence otáčení, závislé na výkonu, která je vyznačena na obr. 3 mezní čárou N.12., nemůže již být fázová poloha fázových proudů nastavena impulsovým střídačem PWR podle strategie regulační oblasti I. V tomto případě překročí fázové napětí maximální hodnotu oblastí nastavení napětí Umax impulsového střídače PWR danou skutečným napětím Ubísi mezi obvody. To vede k druhé regulační oblasti 2, v níž se vhodným vedením stroje musí omezit fázové napětí na její co největší maximální hodnotu.From a certain power-dependent rotational frequency indicated by the limit line N.12 in Fig. 3, the phase position of the phase currents can no longer be set by the PWR pulse inverter in accordance with the control region strategy I. In this case, the phase voltage the Umax voltage of the PWR pulse inverter given the actual Ubisi voltage between the circuits. This leads to a second control region 2 in which the phase voltage must be limited to its maximum value by suitable machine guidance.

Regulační oblast 2:Regulatory Area 2:

V regulační oblasti 2 se dále nastaví lE=lEmax. Nyní se však fázová poloha fázového proudu zvolí tak, aby fázové napětí zaujalo maximální hodnotu Us=Umax nastavitelnou impulsovým střídačem PWR. Fázová poloha fázového proudu se zvolí tak, aby zeslabením pole vzduchové mezery nebyla překročena oblast nastavení napětí Umax impulsového střídače PWR.In the control region 2, 1E = 1Emax is further set. Now, however, the phase position of the phase current is selected so that the phase voltage impressed maximum value Us = U max adjustable pulsed inverter PWR. The phase position of the phase current shall be selected so that the attenuation field of the air gap does not exceed the voltage setting range Umax of the PWR inverter.

magnetového kola a konstantního fázového výstupní výkon generátoru G:Magnetic wheel and constant phase output power of generator G:

Pomocí úhlu δ napětí Us=Umax vznikne p = ---U rSoll 2 U .sin(g)+ ^'Using the angle δ of the voltage Us = U max, p = --- U r Soll 2 U .sin (g) + ^ '

2·»2 · »

λ • sin(2Ů) • · 44 • · 4 ·λ • sin (2Ů) • · 44 • · 4 ·

4 • · *4 4 4 444 4 * 44 • · * 4 4 444 4 * 4

4 4 4 * 4 44444 4 4 4 4444

444 · ·4 44 44 44444 · · 44 44 44

Při daném maximálním konstantním fázovém napětí Umax se může změnou úhlu δ magnetového kola nastavit požadovaný výkon generátoru G. Pro každý požadovaný výkon je možno v rámci výkonového rozsahu generátoru G nastavit určitý úhel δ=δ(ΡίΟιι).At a given maximum constant phase voltage Umax, the required generator power G can be adjusted by changing the angle δ of the magnet wheel. For each required power, an angle δ = δ (Ρ ίΟ ιι) can be set within the power range of the generator G.

Nastaví-li se úhel δ magnetového kola na hodnotu δ=δ(Ρ80ιι) stroje, nedojde k překročení oblasti nastavení impulsového střídače PWR a podmínka Us=Umax bude dodržena.If the angle δ of the magnet wheel is set to δ = δ (Ρ 80 ιι) of the machine, the setting range of the PWR pulse inverter is not exceeded and the condition Us = U max is maintained.

Nastavitelný podélný proud a příčný proud vzniknou z následujících vztahů:Adjustable longitudinal current and transverse current arise from the following relationships:

ů^-sinÓ ů ^ -sinÓ

Budícím proudem Ie, podélným proudem ld a příčným proudem Ia je jednoznačně definován stav stroje v závislosti na požadovaném výkonu Pgen. generátoru G.Excitation current Ie longitudinal and transverse current Id and the current I is uniquely defined by the state machines in dependence on the desired power Pgen. generator G.

V oblasti 2 bude mít stroj jalový výkon Pb. S klesajícím výstupním výkonem (provoz s Částečným zatížením) bude konečně dosaženo coscp=l, to znamená, že fázový proud a fázové napětí jsou ve fázi. Mezní čára N23. tuto mez znázorňuje. Při ještě menších výkonech však má potom ještě smysl provozovat stroj s cos<p=l, aby došlo k maximalizování účinnosti. To je uskutečněno regulační oblastí 3.In area 2, the machine will have a reactive power Pb. With decreasing output power (Part Load operation), coscp = 1 will finally be reached, ie the phase current and phase voltage are in phase. Boundary line N23. this limit. However, at even less power, it makes sense to operate the machine with cos <p = 1 to maximize efficiency. This is done by the regulatory area 3.

Regulační oblast 3:Regulatory Area 3:

Regulační oblast 3 se vyznačuje provozem generátoru G s výkonovým faktorem cos<p=l, to znamená, že fázový proud a fázové i · ·· • · · 9The control area 3 is characterized by the operation of the generator G with a power factor cos <p = l, i.e. the phase current and the phase i

9 99 99 ·99 9 9 99 99 99 · 99 9 9 9

9 9999 99999,999,999

99· 9 99 99 99 99 napětí jsou ve fázi. Regulační oblast 3. odpovídá provozu generátoru G s pasivním usměrňováním diodami. Tato regulační oblast 3_ se pří provozu s dílčím nastavením nastaví od středního rozsahu frekvencí otáčení. Pro daný případ konstantního fázového napětí Us=Umax vznikne maximální účinnost generátoru G. Pro nastavení tohoto stavu se reguluje budicí proud tak, aby vzniklo φ=0, to znamená, že jalový výkon bude Pb=0· Výkony, které se nacházejí nad mezní čárou Nn, nemohou být vytvořeny regulační oblastí 3, protože pro tento případ je zapotřebí budicího proudu Ιε>Ιειπιχ.99 · 9 99 99 99 99 The voltages are in phase. The control region 3 corresponds to the operation of the generator G with passive diode rectification. This control region 3 is set from the middle range of the rotational frequencies when operating at a partial setting. For a given case of constant phase voltage Us = U max, the maximum efficiency of the generator G is generated. To set this state, the excitation current is regulated to produce φ = 0, ie reactive power is Pb = 0 · by the line Nn, they cannot be formed by the control region 3, since in this case the drive current Ιε> Ιειπιχ is required.

Hodnota fázového proudu vznikne pro regulační oblast 1 ze vztahuThe phase current value for the control region 1 arises from the relation

P j Oen P j Oen

Hledaný úhel δ magnetového kola, podélný proud Id, příčný proud Ia a budicí proud Ie se vypočítají z rovnic synchronního stroje s vyniklými póly podle vztahů í aLa'Is Ί = arctan 7ň~r—Λ = Λ - sin( .The desired angle δ of the magnetic wheel, the longitudinal current Id, the transverse current I a and the excitation current Ie are calculated from the equations of the synchronous machine with excellent poles according to the relations a aL and 'I with Ί = arctan 7 ň ~ r Λ = Λ - sin .

<W| '•'S ^max//<W | S ^ max //

Iq=Is- cos(č) /F=—1~- ((U^ -R, ·Is)·cqsS-a>-Ld Is ·sinÓ)I q = I s - cos (č) / F = - 1 - - ((U ^ -R, I s ) · cqsS-a> -L d I s · sinO)

Tím je plně definováno vedení stroje pro regulační oblast 3.This fully defines the machine guidance for the control area 3.

Regulačními strukturami popsanými v regulační oblastí 1-3 je možno pokrýt všechny normální provozní stavy stroje.The control structures described in control region 1-3 can cover all normal operating states of the machine.

9 99 • 999 ·· « 9 • 4 ··9 99 • 999 ··

Regulační oblast 4:Regulatory Area 4:

Regulační oblast 4, která bude dále popsána, slouží za prvé k zajištění vysoké dynamiky regulace při náhlém odlehčení. Dále tato regulační funkce představuje přídavnou zabezpečovací funkcí proti přepětím,The control region 4, which will be described below, serves firstly to ensure a high control dynamics with sudden unloading. Furthermore, this control function is an additional overvoltage protection function,

Překročí-li skutečná hodnota Ugist napětí nastavitelný práh přepětí, dojde k opuštění normálního provozu impulsového střídače a pomocí spínačů impulsového střídače dojde ke zkratování trojfázových výstupů generátoru. Tím přepětí velmi rychle poklesne. Současně se sníží budicí proud stroje, například rychlým odbuzením. Dosáhne-li výstupní napětí nastavitelného prahu podpětí, který leží pod požadovanou hodnotou Ubsoii výstupního napětí, bude stroj opět veden podle regulační oblastí 1-3.If the actual voltage value Ugist exceeds the adjustable overvoltage threshold, the normal operation of the pulse inverter is abandoned and the three-phase generator outputs are short-circuited with the pulse inverter switches. The overvoltage thus drops very quickly. At the same time, the field current of the machine is reduced, for example by rapid field weakening. If the output voltage reaches an adjustable undervoltage threshold that is below the setpoint output voltage Ubsoii, the machine will be guided again according to control region 1-3.

Uskutečnění způsobu z hlediska provedení regulace:Execution of the method in terms of regulation:

Principiálně je možné zjistit meze mezi jednotlivými regulačními oblastmi numerickým výpočtem a pomocí znázorněných rovnic zjistit budicí proud, jakož i podélný proud a příčný proud. To je však z hlediska numerického výpočtu velmi složité. Má-li být celý systém realizován v motorovém vozidle, je k dispozici pouze omezený výkon počítačů použitelných z cenových důvodů v tomto vozidle.In principle, it is possible to determine the limits between the individual control regions by numerical calculation and to determine the excitation current as well as the longitudinal current and the transverse current using the equations shown. However, this is very complicated in terms of numerical calculation. If the whole system is to be implemented in a motor vehicle, there is only limited performance of the computers available for cost reasons in that vehicle.

Jedna z možností vyhnout se těmto obtížím spočívá například ve způsobu orientovaném na tabulku. Nadřazený regulátor má vstupy Psoii, n£, Ub a výstupy Ie, Id, La, Is a Tato závislost může být znázorněna pomocí vícerozměrové tabulky. Tato tabulka obsahuje rovnice nadřazeného regulátoru vypočítané off-line, nebolí v odděleném režimu (regulační oblast 1-4).One possibility to avoid these difficulties lies, for example, in a table-oriented manner. The master controller has inputs Psoii, n £ , Ub and outputs Ie, Id, L a , Is and This dependency can be represented by a multidimensional table. This table contains the parent controller equations calculated off-line, not in separate mode (control area 1-4).

Claims (10)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Způsob regulace, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru s přiřazeným můstkem měniče, zejména synchronního stroje, při němž se budicí proud protékající budicím vinutím reguluje tak, že výstupní napětí generátoru dosáhne předem stanovené výšky a navíc se regulují fázové proudy generátoru, vyznačující se tím, že se vytvoří alespoň tři regulační oblasti, v nichž se podle různých kritérií provede regulace budicího proudu a fázových proudů generátoru.A method of optimizing performance and efficiency of a generator having an associated bridge of a transducer, in particular a synchronous machine, wherein the excitation current flowing through the excitation winding is controlled such that the generator output voltage reaches a predetermined height and additionally regulates the generator phase currents. The method according to claim 1, characterized in that at least three control regions are formed in which the driving current and the phase currents of the generator are controlled according to various criteria. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že vytvoření regulačních oblastí frekvencí otáčení se provádí v závislosti na výstupním výkonu (Pgen) generátoru a/nebo frekvenci (no) otáčení generátoru.Method according to claim 1, characterized in that the formation of the rotation frequency control regions is carried out in dependence on the generator output power (Pgen) and / or the generator rotation speed (no). 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že regulace se provádí tak, že pro každou frekvenci otáčení generátoru a pro každý požadovaný výkon generátoru se libovolně zvolí budicí proud a/nebo fázové proudy podle velikosti a fáze.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the control is carried out in such a way that, for each frequency of rotation of the generator and for each desired power of the generator, the field current and / or phase currents are arbitrarily selected. 4. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že v první regulační oblasti se budicí proud nastaví na svou maximálně možnou hodnotu, v druhé regulační oblasti se budicí proud rovněž nastaví na svou maximální hodnotu, avšak fázová poloha fázového proudu se zvolí tak, že fázové napětí zaujme maximálně možnou hodnotu, přičemž ve třetí regulační oblasti se generátor provozuje tak, že fázový proud a fázové napětí jsou ve fázi, a proto má výkonový faktor hodnotu cos φ=1 a budicí proud se reguluje tak, že vznikne úhel φ=0.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the first control area the field current is set to its maximum possible value, in the second control area the field current is also set to its maximum value, but the phase position of the phase current is In the third control region, the generator is operated so that the phase current and phase voltage are in phase, and therefore the power factor is cos φ = 1 and the excitation current is regulated so that the angle φ is formed. = 0. « fcfcfcfc fcfcfcfc fc ·· fcfc fcfcfc fcfc fc fc · fcfcfcfc fcfcfc· fcfcfc · ·« fcfc fc* fcfc«Fcfcfcfc fcfcfcfc fc ·· fcfc fcfcfc fcfc fc fc · fcfcfcfc fcfcfc · fcfcfc · ·« fcfc fc * fcfc 5. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že ve Čtvrté regulační oblasti se po překročení předem stanoveného prahového napětí vinutí generátoru odpovídajícím ovládáním elementů měniče zkratují a budicí proud se sníží.Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the fourth control region, after exceeding a predetermined threshold voltage of the generator windings, the corresponding control of the converter elements is short-circuited and the field current is reduced. 6. Způsob podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že veličiny potřebné pro regulaci, tj. požadovaná hodnota (Iesou) budicího proudu, podélná komponenta (Idsoii) fázového proudu a příčná komponenta (IqSoti) fázového proudu zjistí pomocí vícerozměrových tabulek.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the quantities required for regulation, ie the field current setpoint (Iesou), the phase current longitudinal component (Idsoii) and the transverse phase current component (I qS oti) are determined using multidimensional tables . 7. Zařízení k regulaci, optimalizované z hlediska výkonu a účinnosti, generátoru s přiřazeným můstkem měniče, zejména synchronního stroje, s regulátorem pro regulaci budícího proudu (Ie) protékajícího budicím vinutím a s dalším regulátorem pro regulaci fázových proudů generátoru, vyznačující se tím, že s oběma těmito regulátory je spojen nadřazený regulátor, který jim dodává požadované hodnoty.7. A device for control, optimized in terms of power and efficiency, of a generator with associated bridge of a converter, in particular a synchronous machine, with a controller for controlling the excitation current flowing through the excitation winding and another controller for regulating the phase currents of the generator, Both these controllers are connected by a superior controller, which supplies them with the required values. 8. Zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že čtvrtý regulátor pracuje jako regulátor napětí a napětí vydávané měničem porovnává s požadovaným napětím a do nadřazeného regulátoru přivádí požadovaný výkon.Device according to claim 8, characterized in that the fourth regulator acts as a voltage regulator and compares the voltage delivered by the converter to the desired voltage and supplies the desired regulator with the desired power. 9. Zařízení podle nároku 7 nebo 8, vyznačující se tím, že můstek měniče je proveden jako impulsový střídač s předem stanoveným počtem elementů a s meziobvodovým kondenzátorem.Device according to claim 7 or 8, characterized in that the converter bridge is designed as a pulse inverter with a predetermined number of elements and with an intermediate circuit capacitor. 10. Zařízení podle jednoho z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že zařízení je součástí motorového vozidla a obsahuje alespoň jeden výpočetní prostředek k provádění výpočetních • · ♦ « • · · · • · · · ·· ·· « · ·· • 9 9 9 9 9 • 9 9 · ·· 44 postupů a/nebo ke komunikací s počítačem nacházejícím se ve vozidle.Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device is part of a motor vehicle and comprises at least one computing means for performing the computing means 9. 9 9 9 9 • 9 9 · ·· 44 procedures and / or to communicate with a computer in the vehicle.
CZ20002413A 1999-10-27 1999-10-27 Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same CZ20002413A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20002413A CZ20002413A3 (en) 1999-10-27 1999-10-27 Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20002413A CZ20002413A3 (en) 1999-10-27 1999-10-27 Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CZ20002413A3 true CZ20002413A3 (en) 2000-11-15

Family

ID=5471173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20002413A CZ20002413A3 (en) 1999-10-27 1999-10-27 Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ20002413A3 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100766283B1 (en) Method for the optimized control in terms of output and efficiency of synchronous machines
EP2682339B1 (en) Power distribution systems
EP0783791B1 (en) Switched reluctance starter/generator control system allowing operation with regenerative loads and electrical system employing same
US6700214B2 (en) Mobile power generation system
US6456514B1 (en) Alternator jump charging system
EP2109932B1 (en) Method of and apparatus for controlling excitation
KR100548667B1 (en) Method for regulating a generator capable of being driven by an internal combustion engine
US6909262B2 (en) Control system for regulating exciter power for a brushless synchronous generator
US6320274B1 (en) Onboard electrical system for a vehicle with switch connections between electrical subsystems
WO2006035612A1 (en) Power supply device
US6876176B2 (en) Toroidally wound induction motor-generator with selectable number of poles and vector control
WO2009045058A2 (en) System and method for directly and instantaneously controlling exciter of generator
JPH10164899A (en) Step-up and step-down chopper method stop type excitation system for synchronous generator
US6351104B1 (en) Multi-voltage vehicle electric system
CZ20002413A3 (en) Method for regulating a generator with regard to optimum output and efficiency thereof and apparatus for making the same
WO2007018537A1 (en) System and method for starting a wound rotor motor
WO2010002051A1 (en) Engine-generator provided with super capacitor
WO2020141569A1 (en) Thyristor starting device
KR830000267B1 (en) Low cost variable speed constant torque induction motor drive circuit
JP2002529041A (en) Adjustment of alternator
JP2002238161A (en) Output method for generator for distributed power source
EP1320186A1 (en) Output voltage regulating device for alternators
JPH08149895A (en) Generator system driven by load-commutated inverter
JPS61173700A (en) Exciter of self-excited ac generator
JPS62210876A (en) Control unit of induction machine

Legal Events

Date Code Title Description
PD00 Pending as of 2000-06-30 in czech republic